¿Qué es la captura, utilización y almacenamiento de carbono?

La Captura, Utilización y Almacenamiento de Carbono (CCUS) es un método tecnológico fundamental para mitigar los efectos de las emisiones de gases de efecto invernadero en nuestro planeta. Se trata de un proceso triple que implica la captura de emisiones de dióxido de carbono (CO₂) de diversas fuentes, como centrales eléctricas y procesos industriales, la utilización de este carbono capturado para diversos fines, como la producción de productos químicos, combustibles y materiales de construcción o, alternativamente, el almacenamiento permanente del CO₂ en formaciones geológicas subterráneas. Este proceso ayuda a evitar que grandes cantidades de CO₂ sean liberadas a la atmósfera, desempeñando así un papel importante en la lucha contra el cambio climático.

Historia de la captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS)

La historia de la Captura, Utilización y Almacenamiento de Carbono (CCUS) se remonta a mediados del siglo XX, cuando los estudios iniciales se centraron en el potencial de captura de las emisiones de CO₂ procedentes de fuentes de combustibles fósiles. Sin embargo, no fue hasta finales de los años setenta y principios de los ochenta cuando empezaron a tomar forma los primeros proyectos de CCUS a gran escala. El más destacado de ellos fue el proyecto del yacimiento de Sleipner, en Noruega, que se inició en 1996 y es explotado por Equinor.

Equinor inyecta CO₂ en la formación Utsira del Mar del Norte, lo que lo convierte en el primer proyecto de CCUS a escala comercial. Por la misma época, otro proyecto importante fue el del yacimiento canadiense de Weyburn-Midale, que utilizó CO₂ capturado para mejorar la recuperación de petróleo, ilustrando el aspecto de "utilización" del CCUS. Estos proyectos pioneros sentaron las bases para el desarrollo y la aplicación de las tecnologías CCUS en todo el mundo.

En los años siguientes a los proyectos iniciales, la escala y el alcance de las tecnologías CCUS se han ampliado considerablemente. A principios de la década de 2000, varios países, entre ellos Estados Unidos, Canadá y Australia, pusieron en marcha ambiciosos programas de CCUS. Estados Unidos, en concreto, logró avances significativos con la puesta en marcha de la Iniciativa de Energía Limpia del Carbón y, más tarde, del proyecto FutureGen. Sin embargo, FutureGen fue finalmente cancelado debido a sobrecostes y problemas técnicos.

Mientras tanto, proyectos como In Salah Gas en Argelia y Gorgon en Australia demostraron la viabilidad del almacenamiento geológico de CO₂ a gran escala.

El acontecimiento importante más reciente en el panorama de los CCUS es el uso comercial a gran escala del CO₂ capturado para la recuperación mejorada de petróleo (EOR) en Estados Unidos. Esto se ha visto impulsado por una combinación de avances tecnológicos e incentivos económicos, incluidos los créditos fiscales para las operaciones de EOR de CO₂.

Hoy en día, el despliegue de las tecnologías CCUS es más crucial que nunca dada la urgente necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Los gobiernos y la industria de todo el mundo reconocen cada vez más la importancia de las CCUS para alcanzar los objetivos de emisiones netas cero. Este reconocimiento se refleja en el creciente número de políticas de apoyo a las CCUS y en el aumento de la inversión en investigación y desarrollo de CCUS. Como resultado, estamos asistiendo a una nueva ola de innovación y despliegue de tecnologías CCUS en toda una serie de sectores y regiones.

Cómo funciona la captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS)

El proceso de captura de carbono

La captura de carbono es la piedra angular del proceso de CCUS y se basa en ingeniería innovadora y química avanzada. El proceso comienza en centrales eléctricas e industrias que liberan dióxido de carbono (CO₂) como parte de sus operaciones. En estas instalaciones, se emplea un disolvente o una membrana para absorber el CO₂ de los gases de escape, un proceso conocido como desulfuración de los gases de combustión. Esta acción de "lavado" separa el dióxido de carbono de los demás gases. A continuación, el disolvente o la membrana que contiene CO₂ se somete a calor. Este proceso de calentamiento provoca la liberación de CO₂ concentrado del disolvente. El CO₂ capturado está entonces listo para la siguiente fase del proceso: su transporte a un lugar de almacenamiento o donde pueda ser utilizado. Aunque el proceso de captura pueda parecer sencillo, implica una optimización rigurosa para maximizar la eficiencia, minimizar la pérdida de energía y garantizar un entorno de trabajo seguro. Los continuos avances tecnológicos están haciendo que este proceso sea más eficiente y rentable, allanando el camino hacia un futuro sostenible.

Utilización del carbono capturado

Tras la captura del carbono, el siguiente paso es la utilización del dióxido de carbono capturado, denominada Captura y Utilización del Carbono (CCU). En la actualidad, la aplicación más extendida del CO₂ capturado sigue siendo la recuperación mejorada de petróleo (EOR), en la que se inyecta en yacimientos de petróleo para optimizar su producción. Además, el CO₂ se utiliza en la industria alimentaria y de bebidas, por ejemplo, en la carbonatación de bebidas y la conservar alimentos envasados. También se emplea en el campo medicinal para ciertos procedimientos de anestesia, y en el sector agrícola para acelerar el crecimiento de las plantas en invernaderos. Además, una forma notable de aplicación del CO₂ es la creación de hielo seco. El hielo seco, o CO₂ sólido, se utiliza principalmente para la refrigeración durante el transporte, sobre todo de mercancías que deben mantenerse congeladas o frías, como productos farmacéuticos y alimentos. También se aplica en la industria de la limpieza, donde se utiliza para limpiar superficies.

Además de las aplicaciones actuales del CO₂, muchos esfuerzos de investigación y desarrollo están allanando el camino para diferentes usos nuevos e innovadores del CO₂ capturado. Una vía prometedora es la conversión del CO₂ en productos valiosos como plásticos, hormigón e incluso combustibles, lo que podría reducir significativamente la dependencia de los combustibles fósiles. Otro campo de investigación apasionante es la utilización del CO₂ para producir biocombustibles a partir de algas. Los científicos también están explorando el potencial de los fertilizantes a base de CO₂ para promover el crecimiento de las plantas. Estos futuros casos de utilización no sólo presentan oportunidades para la reducción de gases de efecto invernadero, sino que también estimulan el crecimiento económico mediante la creación de nuevas industrias en torno al carbono capturado. Aún no se ha descubierto todo el potencial de la utilización del CO₂, lo que nos impulsará hacia un futuro más sostenible y neutro en carbono.

Almacenamiento del carbono no utilizado

El almacenamiento del dióxido de carbono capturado, que no puede utilizarse con fines comerciales, es un aspecto crucial de nuestra lucha contra el cambio climático. Este proceso, conocido como Captura y Almacenamiento de Carbono (CAC), toma las emisiones de CO₂ capturadas y las almacena de forma segura bajo tierra, evitando que se liberen a la atmósfera.

Para ello, el CO₂ capturado se comprime y transporta a través de gasoductos, por barco o en camión hasta el lugar de almacenamiento, donde se inyecta a gran profundidad bajo tierra en formaciones geológicas, normalmente yacimientos de petróleo y gas agotados o formaciones acuíferas salinas profundas. Estas barreras geológicas naturales garantizan que el CO₂ permanezca atrapado de forma segura.

Almacenar CO₂ de esta manera no sólo ayuda a reducir nuestra huella de carbono, sino que también allana el camino hacia un futuro más sostenible. Es una solución práctica que, combinada con la transición a fuentes de energía renovables, puede contribuir significativamente a mitigar los efectos perjudiciales del cambio climático.

Captura, Utilización y Almacenamiento de Carbono (CCUS) y el Objetivo Cero Neto

La captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) desempeña un papel fundamental en la consecución de las emisiones netas de carbono cero, sobre todo si tenemos en cuenta la actual demanda mundial de energía. Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), el CCUS podría contribuir a reducir las emisiones mundiales de CO₂ en casi un 20% (alrededor de 37 GtCO2 al año hasta 2050), al tiempo que reduciría el coste de la lucha contra el cambio climático en aproximadamente un 70%. Además, el Global CCS Institute afirma que el CCUS, junto con otras tecnologías bajas en carbono, puede contribuir a reducir las emisiones de CO₂ en los sectores industriales hasta en un 90% de aquí a 2050. Teniendo en cuenta estas cifras, está claro que el CCUS es una herramienta esencial en nuestro arsenal para alcanzar los objetivos de cero emisiones netas y combatir el cambio climático.

Sin embargo, es importante reconocer que el CCUS es sólo una pieza del gran rompecabezas del cero neto. Alcanzar el objetivo de cero requerirá un planteamiento polifacético que también incluya la transición a fuentes de energía renovables como la eólica, la solar y la hidráulica, el fomento de la eficiencia energética y la conservación, y la adopción de prácticas sostenibles en la agricultura, la silvicultura y otros usos del suelo. Esta estrategia integral evitará que la temperatura global supere el umbral crítico de 1,5 grados centígrados, salvaguardando nuestro planeta para las generaciones futuras.

Retos en el uso del CCUS para el objetivo de cero emisiones netas

Si bien el potencial de la CCUS es innegable, su implementación no está exenta de desafíos. Actualmente, uno de los principales obstáculos es el alto costo asociado a las tecnologías de captura de carbono de alta capacidad. Esto, sumado a la falta de impuestos (o sistemas de recompensa) legales y reglamentarios integrales sobre el CO₂, sigue siendo poco atractivo para muchas industrias desde el punto de vista del retorno de la inversión (ROI), especialmente para los países en desarrollo que son los principales contribuyentes a las emisiones globales de CO₂. Además, la aceptación pública de la captura y almacenamiento de carbono (CCS) es un problema, dadas las preocupaciones sobre posibles fugas y los riesgos medioambientales asociados.

A pesar de estos obstáculos, hay avances positivos en el horizonte que podrían acelerar la implementación de la CCUS. Los avances tecnológicos, como los disolventes de alta eficiencia o las nuevas soluciones de membranas, están reduciendo los costes asociados a los procesos de captura de carbono. Los gobiernos de todo el mundo están reconociendo la necesidad de la CCUS para alcanzar sus objetivos climáticos y están empezando a establecer políticas de apoyo combinadas con un aumento de los impuestos sobre el CO₂. Por ejemplo, la desgravación fiscal 45Q de Estados Unidos para la captura, utilización y almacenamiento de carbono es un paso en la dirección correcta. Además, la colaboración internacional, como el lanzamiento de la «Iniciativa Global CCUS» por parte de la Clean Energy Ministerial, indica un mayor compromiso mundial con esta tecnología vital.

Conclusión

En conclusión, la captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS, por sus siglas en inglés) es una tecnología fundamental para nuestro viaje hacia la descarbonización, a pesar de los retos a los que se enfrenta actualmente, como los elevados costes, las complejidades normativas y los problemas de aceptación pública. Sin embargo, el panorama está cambiando positivamente, con avances tecnológicos que reducen los costes y políticas gubernamentales de apoyo como el crédito fiscal 45Q de EE.UU. o los impuestos de penalización del carbono de la UE. En este contexto, es esencial que las empresas conocidas por su huella de CO₂ sigan de cerca las tendencias del CCUS y desarrollen estrategias para aprovechar su potencial. Además, las empresas deberían apoyar la participación activa en iniciativas globales como la "Iniciativa Global CCUS" del Ministerio de Energía Limpia.

De cara al futuro, la Agencia Internacional de la Energía (AIE) prevé que, para 2050, las estrategias de CCUS podrían aportar el 20% de las reducciones de emisiones acumuladas necesarias para limitar el calentamiento global por debajo de 2 °C. Esto supone multiplicar por veinte el despliegue de las CCUS en comparación con los niveles actuales, lo que pone de relieve el potencial transformador de esta tecnología. Por ello, la innovación continua, el apoyo a las políticas y la colaboración internacional son cruciales para aprovechar plenamente los beneficios de la CCUS y alcanzar nuestros objetivos climáticos.

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